第2章 高层建筑结构体系与结构布置
高层建筑结构课件第2章(结构体系与结构布置)
六.截面尺寸初估（方案设计和初步设计时）
1.柱截面：
由轴压比控制
N c c f cbh
轴压比限值 P68表4.4
柱负荷面积 表4.4
单位面积荷载：框架、框-剪12～14kN/m2； 框架柱轴压比限值 剪力墙、筒体13～16
N Q S Qn
结1.1 构～ 体 系 系数 1.2
3.适用范围：适用于200m以下的超高层
代表作品及平面：
深圳国贸大厦
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五.结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能 •建筑平面
•建筑高度
•抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
用 途 住 宅 旅 馆 公 共
≤50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 框架 框架-剪力墙、框架
≥50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 筒体 框架-剪力墙、筒体
竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 续 转换构件（梁、桁架等）向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的 80％
五.设置变形缝的原则
1.设置原则：
1）尽量不设缝，而调整平面形状、尺寸和结构布置， 采取构造和施工措施。 2）设缝时，应形成独立的结构单元，保证足够的缝宽。
框架结构 框架—剪力墙结构、筒体结构 部分框支剪力墙结构 0.7 0.75 0.6
抗震等级
计算截面以上层数 一级 二级
三级 0.9 0.95 ---
0.8 0.85 0.7
2.梁截面：
由高跨比控制：P18表2.9
注意：梁高有减小的趋势。
抵抗温度应力 3.板厚： 加强顶层约束 提高抗风抗震 一般楼层：80-140 顶层现浇板：≥120，宜双层双向配筋 地下室顶板：≥160
高层结构复习思考题及答案
第1章绪论1．我国对高层建筑结构是如何定义的《高规》将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋，称之为高层。
2．高层建筑结构的受力及变形特点是什么设计时应考虑哪些问题（1）水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一；（2）楼盖结构整体性要求高;（3）高层建筑结构中的构建的多种变形影响大；（4）结构受到动力荷载作用时的动力效应大；（5）扭转效应大；（6）必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题；（7）当建筑物高度很大时，结构内外与上下温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
4．为什么要限制结构在正常情况下的侧移何谓舒适度高规采用何种限制来满足舒适度要求限制侧移主要原因：防止主题结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏；同时过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力。
人体对居住在高楼内的舒适程度。
通过限制振动加速度满足舒适度要求。
5．什么是结构的重力二阶效应高层建筑为什么要进行稳定性验算如何进行框架结构的整体稳定验算框架结构在水平荷载作用下将产生侧移，如果侧移量比较大，由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大，危及结构的安全与稳定。
这个附加弯矩称之为重力二阶效应。
有侧移时，水平荷载会产生重力二阶效应，重力二阶效应过大会导致结构发生整体失稳破坏。
故要进行稳定性验算。
满足下式要求，式中n为结构总层数，否则将认为结构不满足整体稳定性要求。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系高层建筑结构体系大致有哪几类选定结构体系主要考虑的因素有哪些所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。
框架结构；剪力墙结构；框架-剪力墙结构；筒体结构；巨体结构。
因素：建筑高度；抗震设防类别；设防烈度；场地类型；结构材料和施工技术；经济效益；3.在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称，竖向布置刚度均匀怎样布置可以使平面内刚度均匀，减小水平荷载引起的扭转沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型（1）因为大量宏观震害标明，布置不对称，刚度不均匀的结构会产生难以计算和处理得地震作用（如应力集中，扭曲等）引起的严重后果，建筑平面尺寸过长，如建筑，在蒜辫方向不仅侧向变形加大，而且会产生两端不同步的地震运动，价赔偿的楼板在平面既有扭转又有挠曲，与理论计算结果误差较大。
高层建筑结构体系与布置原则
高层建筑结构体系与布置原则1. 高层建筑结构体系与布置原则1.1 结构体系选择高层建筑的结构体系选择应考虑建筑的高度、形状、荷载等因素。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、桁架结构、筒状结构等。
选择合适的结构体系可以提高建筑的安全性和经济性。
1.2 结构材料选择高层建筑的结构材料应具备足够的强度和刚度以承受荷载。
常见的结构材料包括钢结构、钢混凝土结构和钢木混凝土结构等。
在选择结构材料时还应考虑材料的可持续性和环保性。
1.3 布置原则高层建筑的布置应考虑结构的均匀性和对外界环境的适应性。
为了提高建筑的整体性能，应采用合理的布置原则，如底部加固、设计布局合理、选择合适的结构系统等。
1.4 开间控制高层建筑的开间控制是指建筑结构中跨度的控制。
合理的开间控制可以提高结构的抗震性能和整体刚度。
开间控制应根据具体的结构形式和荷载条件来确定。
1.5 端部处理高层建筑的端部处理是指建筑结构两端的处理方法。
端部处理应考虑结构的整体刚度和变形性能，采用合适的端部处理方法可以提高结构的抗震性能和稳定性。
1.6 楼层布置高层建筑的楼层布置应根据建筑的功能和使用需求进行合理的规划。
楼层布置应考虑结构的稳定性和对外界环境的适应性，合理确定楼层的数量和高度。
1.7 结构连接高层建筑的结构连接应采用合适的连接方式，确保连接的强度和稳定性。
常见的结构连接方式包括焊接、螺栓连接、预应力等。
1.8 结构维护高层建筑的结构维护是指在使用过程中对结构进行定期检查和维护的工作。
结构维护应根据结构的使用状况和维护需求，制定合理的维护计划和方法，确保结构的安全性和可靠性。
本文档涉及附件：附件1：高层建筑结构体系选择案例分析附件2：高层建筑结构材料选择流程图附件3：高层建筑布置原则实例展示法律名词及注释：1.高层建筑：按照国家标准规定的建筑高度在一定范围内的建筑物。
2.结构体系：指建筑结构的整体布局和组成形式。
3.结构材料：指用于构造建筑结构的材料，如钢材、混凝土等。
《高层建筑结构设计》第2章_高层建筑结
际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面
风力的大小。 • 当风流经过建筑物时， 通常在迎风面产生压力（风荷
载体型系数用+表示），在侧风面及背风面产生吸力
（风荷载体型系数用-表示）。
• 风压值沿建筑物表面
的分布并不均匀， 如
右图所示， 迎风面的
风压力在建筑物的中
部最大， 侧风面和背
风面的风吸力在建筑
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用
2. 三水准抗震设计目标及一般计算原则
④ 一般计算原则
a) 一般情况下， 应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平 地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度 大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震 作用。
b) 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双 向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，应计算单向 水平地震作用下的扭转影响。
周期应根据场地类别和设计地震分组按附表8.5 采用，
计算8、9 度罕遇地震作用时， 特征周期应增加0.05ｓ。
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用 4. 反应谱理论
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
4. 反应谱理论
附表8.4 水平地震影响系数最大值
② 当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线
的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求：
a) 曲线水平段地震影响系数应取
。
b) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定：
γ=0.9+(0.05 - ζ)/(0.3+6ζ)
式中 γ ——曲线下降段的衰减指数；ζ ——阻尼比。
高层建筑复习题及答案
高层建筑复习题及答案1、我国将高度超过_____以上的建筑定义为超高层建筑。
（）A 、80m ;B、100m;(正确答案)C 、150m;D、 200m答案解析：我国将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其它高层民用建筑定义为高层;将高度超过100m以上的建筑定义为超高层建筑2、埃菲称铁塔采用的技术包括_____。
（）A 电梯 ;(正确答案)B 压型钢板组合楼板;C 粘弹性阻尼器;D 风洞试验。
答案解析：1889年，巴黎埃菲称铁塔建成，是钢结构和电梯的结合，对高层建筑的发展有很大的推动作用。
3、目前世界上最高的建筑是_____。
（）A 101大厦;B 哈利法塔;(正确答案)C 上海环球金融中心;D 金贸大厦。
答案解析：台北101大楼总高度509米;哈利法塔总高度828米;上海环球金融中心总高度492米;金茂大厦421米4、下面哪种材料属于强度高，韧性大，易于加工，施工方便，工期短，结构断面小，自重轻，抗震性能好，造价高，耐火性能差? （）A 砌体;B 混凝土;C 钢;(正确答案)D 木材。
答案解析：钢结构:钢材强度高，韧性大，易于加工，施工方便，工期短，结构断面小，自重轻，抗震性能好，造价高，耐火性能差。
5、减少建筑在地震下破坏的技术包括? （）A 隔震;(正确答案)B 减震;(正确答案)C 耗能支撑;(正确答案)D采用砖混结构。
答案解析：隔震、耗能减震技术的应用将得到发展:被动减震及主动减震;被动耗能减震有耗能支撑，带竖缝耗能剪力墙、被动调谐质量阻尼器、油阻尼器。
主动减震则是计算机控制的，由各种作动器的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制或混合控制的各种作用过程。
第二章:高层建筑结构体系与结构布置1、随着建筑高度的增加，下列哪一项增大最快? （）A 底层柱轴力;B 底层柱剪力;C 建筑顶点挠度;(正确答案)D 底层柱弯矩。
答案解析：N=∑N、V=qH、M=1/2qH2、f=qH4/8EI2、框架结构的缺点是____? （）A 空间布置灵活;B 整体性、抗震性能好;C 结构自重小;D 抗侧刚度比剪力墙的小。
高层建筑结构抗震期末复习题(含答案)
第一章 绪论（一）填空题1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑，称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。
3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，连体结构以及竖向体型收进结构等。
4．8度、9度抗震烈度设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系等；水平向承重体系有普通肋形楼盖体系，无梁楼盖体系，组合楼盖体系等。
6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。
7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题1．高层建筑抗震设计时，应具有[ a ]抗震防线。
a．多道；b．两道；c．一道；d．不需要。
2．下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a．结构有较多错层；b．质量分布不均匀；c．抗扭刚度低；d．刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3．高层建筑结构的受力特点是[ b ]。
a．竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载；b．水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载；c．竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；d．不一定。
4．8度抗震设防时，框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。
a．2；b．3；c．4；d．5。
5．钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时，除考虑地震烈度、结构类型外，还应该考虑[ A ]。
a．房屋高度；b．高宽比；c．房屋层数；d．地基土类别。
6．随着建筑物高度的增加，变化最明显的是[ C ]。
A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7．某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面，上部为住宅，此时应采用那种结构体系[ D ]。
简化高层复习思考题
第1章绪论（1）我国对高层建筑结构是如何定义的？（2）高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？（3）从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？（4）为什么要限制结构在正常情况下的侧移？何谓舒适度？高规采用何种限制来满足舒适度要求？（5）什么是结构的重力二阶效应？高层建筑为什么要进行稳定性验算？如何进行框架结构的整体稳定验算？第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系？高层建筑结构体系大致有哪几类？选定结构体系主要考虑的因素有哪些？各种结构体系的优缺点和受力特点如何？2．如何确定高层建筑的结构方案？3．在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称，竖向布置刚度均匀？怎样布置可以使平面内刚度均匀，减小水平荷载引起的扭转？沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况？高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型？4.防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置？各种缝的特点和要求是什么？在高层建筑结构中，特别是抗震结构中，怎么处理好这三种缝？5．框架-筒体结构与框筒结构有何异同？框架结构与框筒结构相比，两者平面结构布置和受力特点有何不同？何谓框筒结构的剪力滞后现象？6高层建筑结构总体布置的原则是什么?7为什么规范对每一种结构体系规定最大的适应高度？实际工程是否允许超过规范规定的最大适应高度？8．高层建筑的基础都有哪些形式？高层建筑的基础为什么埋深要求？采用天然地基时高层建筑的基础埋深不小于多少？第3章高层建筑结构荷载（1）高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用？（2）高层建筑结构的竖向荷载如何取值？进行竖向荷载作用下的内力计算时，是否要考虑活荷载的不利布置？为什么？（3）结构承受的风荷载与哪些因素有关？和地震作用相比，风荷载有何特点？（4）高层建筑结构风荷载标准值计算式中，基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值？（5）什么是风振系数？在什么情况下需要考虑风振系数？如何取值？（6）结构自振周期的计算方法有哪些？为什么要对理论周期值进行修正？如何修正？各类结构基本周期的经验公式是什么？第4章高层建筑结构分析原则（1）在多高层建筑结构计算中，假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义？如果楼盖不满足绝对刚性的假定，则计算中应如何考虑？（2）水平荷载的作用方向如何确定？把空间结构简化为平面结构的两个基本假定是什么？楼板起什么作用？第5章 高层建筑结构的近似计算方法框架部分 （1） 简述分层法和迭代法的计算要点及步骤。
高层建筑结构设计 第02章 高层建筑结构设计基本规定
A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
结构类型
非抗震设计
框架，板柱—抗震墙
５
框架—抗震墙
5
筒体，抗震墙，框架—筒体
6
抗震设防烈度
6度、7度 8度 9度
4
3
2
5
4
3
6
5
4
注：（1）当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； （2）超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。
• 房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向 的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面 很小的局部构件（如楼梯间、电梯间等），一般 不作为建筑物计算宽度。
• 实际上当满足高规对侧向位移、结构稳定、 抗倾覆能力、承载能力等性能的规定时， 高宽比的规定可不作为一个必须满足的条 件，也不作为判断结构规则与否及超限高 层建筑抗震专项审查的一个指标。
2.3 楼盖结构
• 房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、 筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇 楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用 现浇楼盖结构。当房屋高度不超过50m时， 剪力墙结构和框架结构可采用装配式楼盖， 但应采取必要的构造措施。
• 楼盖构造要求 • （1）为了保证楼盖的平面内刚度，现浇楼盖的混凝
• 对于结构上下有收进或挑出时， 其收进或挑出部分的尺 寸限制为：上部楼层收进时， 且 H 1 / H ＞ 0.2 时， 应 有 B 1 / B ≥ 0.75 ； 上部楼层外挑时， 应有 B / B 1 ≥ 0.9
且a≤4m。
二、最大适用高度与高宽比
结构体系
框架
框架--抗震墙
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2
高层建筑结构体系与结构布置概述
高层建筑结构体系与结构布置概述1. 引言高层建筑作为城市的地标性建筑之一，在城市发展中起到了重要的作用。
其设计与施工需要特别关注结构体系与结构布置，以确保建筑的稳定性和安全性。
本文将对高层建筑结构体系与结构布置进行概述，以便了解高层建筑结构设计的基本原理和方法。
2. 高层建筑结构体系概述高层建筑结构体系是指建筑物整体结构的组成方式和布置方式。
常见的高层建筑结构体系有框架结构、框剪结构、筒状结构和塔式结构等。
下面将对各种高层建筑结构体系进行简要介绍。
2.1 框架结构框架结构是一种常见的高层建筑结构体系，其特点是在垂直方向上由多层楼板和柱连接形成一个框架。
框架结构通常采用钢结构或混凝土结构。
在地震和风荷载下，框架结构通过柱和墙的竖向作用力将水平荷载传递到地基，具有较好的抗震性能和承载能力。
2.2 框剪结构框剪结构是在框架结构的基础上增加了剪力墙，以提高结构的抗震性能。
剪力墙通过对结构的水平荷载进行吸能和分散，减小了结构的位移和应力，提高了结构的稳定性。
框剪结构适用于高层建筑的抗震设计，并广泛应用于地震活跃地区。
2.3 筒状结构筒状结构是指通过设置筒状墙体或筒状柱体来构成建筑物的结构体系。
筒状结构具有较好的抗震性能和刚度，能够有效降低结构的位移和应力，对于高层建筑的抗震设计具有重要作用。
筒状结构还可以提供大空间的使用，减少结构支撑点的数量，提高建筑物的使用效率。
2.4 塔式结构塔式结构是一种利用塔式柱或塔式墙来支撑建筑物的结构体系。
塔式结构通常应用于超高层建筑的设计中，具有较高的抗风性能和抗震性能。
塔式结构的设计需要考虑结构的刚度和稳定性，并且对结构材料和施工工艺有较高要求。
3. 高层建筑结构布置概述高层建筑结构布置是指将各种结构体系按照一定的原则和要求进行合理布置。
结构布置不仅要考虑建筑的稳定性和安全性，还要考虑建筑的经济性和可行性。
下面将介绍几种常见的结构布置方法。
3.1 中心布置中心布置是指将结构的重心和承载力集中在建筑物的中心部位。
高层结构复习思考题及答案
高层结构复习思考题及答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第1章绪论1．我国对高层建筑结构是如何定义的？《高规》将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋，称之为高层。
2．高层建筑结构的受力及变形特点是什么设计时应考虑哪些问题（1）水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一；（2）楼盖结构整体性要求高;（3）高层建筑结构中的构建的多种变形影响大；（4）结构受到动力荷载作用时的动力效应大；（5）扭转效应大；（6）必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题；（7）当建筑物高度很大时，结构内外与上下温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
4．为什么要限制结构在正常情况下的侧移？何谓舒适度高规采用何种限制来满足舒适度要求限制侧移主要原因：防止主题结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏；同时过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力。
人体对居住在高楼内的舒适程度。
通过限制振动加速度满足舒适度要求。
5．什么是结构的重力二阶效应高层建筑为什么要进行稳定性验算如何进行框架结构的整体稳定验算？框架结构在水平荷载作用下将产生侧移，如果侧移量比较大，由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大，危及结构的安全与稳定。
这个附加弯矩称之为重力二阶效应。
有侧移时，水平荷载会产生重力二阶效应，重力二阶效应过大会导致结构发生整体失稳破坏。
故要进行稳定性验算。
满足下式要求，式中n为结构总层数，否则将认为结构不满足整体稳定性要求。
第2章高层建筑结构体系与布置1.何为结构体系高层建筑结构体系大致有哪几类选定结构体系主要考虑的因素有哪些所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。
框架结构；剪力墙结构；框架-剪力墙结构；筒体结构；巨体结构。
高层课后思考题答案
第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的？答：我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？答:特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。
考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。
3.从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？答：相应的结构分类（以材料分类）：砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构特点：（1）砌体结构具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差。
（2）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
（3）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。
但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
（4）混合结构与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何？答：高层结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
高层建筑结构设计之结构体系(ppt 32页)
图2-24 芝加哥西尔斯大厦 (a)结构立面与平面; (b) 侧向力作用下柱的轴力分布
第2章 结构体系
2.7 框架-核心筒结构
加大外框筒的柱距，减小梁的高度，周边形成稀柱框 架，在平面中心设置内筒，形成框架-核心筒结构。
图2-25 深圳地王大厦结构平面图及剖面图(a)结构平面图;(b) 结构剖面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.2 巨型空间桁架结构
整幢结构用巨柱、巨 梁和巨型支撑等巨型杆件 组成空间桁架，相邻立面 的支撑交汇在角柱，形成 巨型空间桁架结构。
图2-31 香港中银大厦结构体系图 (a)立体图;(b)楼层平面图;(c)配有钢骨的钢筋混凝土柱平面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.9 带转换层的结构
2.9 带转换层的结构
侧向刚度 等效侧向刚度
γ1
Vi Δi1 Vi1Δi
(2-2)
γe2
Δ2H1 Δ1H2
(2-3)
图2-37 转换层上、下等效侧向刚度计算模型 (a)计算模型1——转换层及下部结构; (b)计算模型2——转换层上部结构
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
巨型框架结构也称为主次框架结构，主框架为巨型框架，次框架为普通框架。
图2-29 日本东京市政厅大厦1号塔楼结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
图2-30 深圳亚洲大酒店结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
2.1 框架结构
第2章 结构体系
由梁、柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载和水平荷载由框
结构设计经典名著老庄过眼录之二 高层建筑结构设计系列
转自：/forum.php?mod =viewthread&tid=3407954&page=1&a uthorid=9129985在结构设计界，有一个人人都知道但又都不敢承认的潜规则是：世界上最难画的是别墅，比别墅还难画的是楼梯；世界上最容易画的高层，比高层还容易画的是有很多很多层的超高层。
如果你是一个从事结构设计多年的老人，但又一直在坚持画多层结构，甚至是多层的别墅，而且还经常画多层别墅的楼梯，那我不得不对你的执着表示钦佩，但同时对你的处境和遭遇表示十分的同情。
我知道你一直觉得高层建筑结构设计十分玄妙，甚至可能觉得那都是专家或者高手才能做的。
实际情况恰恰相反，我想对你说“我看行”，你应该对你自己说“我能”。
本系列将给大家介绍高层结构设计方面的经典著作。
踩在牛人的肩膀上我们能够看得更远，项目能够设计得更高。
1）《高层建筑结构设计》清华大学三巨头编著网友上传的课件/content/2110_3 411604_1.html电子版书/content/2110_3 428578_1.html推荐给大家的第一本专著是普通高等教育土建学科专业“十五”规划教材，是北京市高等教育精品教材立项项目，是高校土木工程专业指手委员会规划推荐教材。
它就是由清华大学三巨头方鄂华教授、钱稼茹教授、叶列平教授齐力编著的《高层建筑结构设计》。
显然这本高层结构教材是属于经典中经典。
该书于2003年09月由中国建筑工业出版社出版，在短短的一年时间内就加印印刷4次，成为一本结构教材中的一个奇迹。
本书是在中国第一本高层建筑结构设计教材即1992年出版的《多层及高层建筑结构设计》基础上修订而成的。
本书内容主要包括：高层建筑结构概述；高层建筑结构体系与布置；高层建筑结构的荷载；高层建筑结构的设计要求；框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算方法及设计概念；钢筋混凝土框架构件设计；钢筋混凝土剪力墙构件设计；高层建筑结构的空间计算及设计概念等。
高层建筑结构设计作业答案
⾼层建筑结构设计作业答案《⾼层建筑结构设计》作业答案第1章概述思考题：1、什么是⾼层建筑和⾼层建筑结构？JGJ3-2002《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》和JGJ99-1998《⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》是如何规定的？答：⾼层建筑尚⽆统⼀的严格定义，不同国家、不同时期，对⾼层建筑定义也不同，但原则上是以层数和建筑⾼度来标定的。
如：德国规定22m以上的建筑物为⾼层建筑英国规定24.3m以上的建筑物为⾼层建筑美国规定24.6m以上或7层以上的建筑物为⾼层建筑法国规定居住建筑物⾼度在50m以上，其他建筑物⾼度在28m以上的建筑为⾼层建筑⽇本规定8层以上或者⾼度超过31m的建筑为⾼层建筑，⽽30层以上的旅馆、办公楼和20层以上的住宅为超⾼层；前苏联则把9层和9层以上视为⾼层建筑；联合国教科⽂组织所属的世界⾼层建筑委员会在1972年年会上建议将⾼层建筑为四类第⼀类⾼层建筑9～16层（⾼度不超过50m）；第⼆类⾼层建筑17～25层（⾼度不超过75m）；第三类⾼层建筑26～40层（⾼度不超过100m）；第四类⾼层建筑40层以上（⾼度超过100m以上，即超⾼层建筑）；JGJ3-2002《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》规定：将10层及10层以上或⾼度超过28m的混凝⼟结构为⾼层民⽤建筑；JGJ99-1998《⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》规定：10层及10层以上的住宅和约24m以上的其他民⽤建筑为⾼层建筑。
⾼层建筑结构是⾼层建筑中的主要承重⾻架。
2、⾼层建筑结构中结构轴⼒、弯矩和位移与结构⾼度的关系⼤体如何？答：⾼层建筑结构中轴⼒和结构⾼度成线性关系；弯矩和结构⾼度成⼆次⽅关系；位移和结构⾼度成四次⽅关系。
3、按功能材料分，⾼层建筑结构类型主要有哪⼏种？答：按功能材料分：①混凝⼟结构②钢结构③钢和混凝⼟的混合结构型式.4、⾼层建筑的抗侧⼒体系主要有哪⼏类？各有哪些组成和承受作⽤特点？答：⾼层建筑的抗侧⼒类型主要有：框架结构、剪⼒墙结构、框架－剪⼒墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。
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剪力墙结构平面图
2、剪力墙结构——shearwall structure
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构
优点： 结构刚度很大，空间整体性好，水平荷载作用下
侧向变形小，用钢量较省，抗震性能好 , 房间墙面及天花 板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。
缺点： 自重大，基础处理要求较高，墙体间距小，平面
上海金贸大厦
框架－筒体结构，共 88层，高420.5米， 用于办公、宾馆。
内筒为八角形钢筋混凝土核心筒，外筒由八根复合巨型柱、8根钢柱，用钢 量0.7kN/m2
•8个巨型组合柱（1.5m×4.9m，C50） →（0.9m×3.5m，C35） •直径2.75m钢管桩，上覆盖4m厚，64m×64m C50整体桩承台， •桩打入地下84m深处
剪力墙的布置原则
1) 剪力墙宜沿主轴方向或其它方向双向布臵，墙肢截面简 单规则； 2) 剪力墙应尽量布臵在结构区段的楼梯间、电梯间、平面 形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大； 3) 纵、横剪力墙宜组成L、T、［形等型式； 4) 剪力墙应贯通建筑物全高，避免刚度突变，洞口应尽量 做到上下对齐； 5) 抗震设计时，剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩 不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％； 6) 较长的墙肢宜开设洞口将其分成长度均匀的若干墙段， 墙段之间用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高 度之比不应小于2，墙肢截面高度不宜大于8m。
（4）成束筒结构
由若干筒体并联而成，强度、刚度均很大 多筒体结构：多个钢筋混凝土剪力墙筒体，适应于复杂平 面的布置要求
布臵不灵活，不利于布臵大开间房间，不能满足公共建筑 的使用要求（一般剪力墙间距3～8m）。
适用范围：适于10～30层高小开间建筑
为满足公共建筑的使用要求,需布置大开间房间？？？
•
• •
解决方法：
————底部若干层部分剪力墙取消 刚度差异（限制落地剪力墙的比例和剪力墙之间的间距） 转换层（板式转换和梁式转换）
用混凝土结构，今后仍将是高 层建筑发展的主流。
最早混凝土框架结构高层建筑是1903年在美 国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，16层，高64m。 目前世界上最高的混凝土建筑为香港中环广场达 78层374m、其次是平壤柳京饭店达105层305m 。 • 广州广东国际大厦(63层，200.18m),底层柱尺 寸已达1.8*2.2m
使填充墙开裂，并引起非结构构件的破坏，修复费用高。
适用范围：非抗震地区和层数较少的多、高层住宅、饭
店、办公楼及其它公共建筑，15以下较适宜。
分类：（按照施工方法）
现浇框架 装配整体式框架 装配式框架
框架结构体系
典型的框架体系平面图
框架结构体系
平面形状复杂的框架平面图
板柱结构体系
无梁楼盖结构体系
公元1055年的河北定县料敌塔(11层筒体结构，高82m)
2、钢筋混凝土结构
优点：结构强度较高，抗震性能较好，并具有良好的可
塑性，造价低、耐火性能好、侧向刚度大、截面 形式多样 缺点：构件截面较大、自重大、使用空间受限，施工 工序复杂、建造周期较长且受季节的影响。
应用情况：我国绝大多数高层建筑都是采
1998年在马来西亚吉隆坡建成的彼 得罗纳斯大厦（Petronas Tower）， 88层，高452m，为当时世界最高 的建筑。在第40与41层之间有一座 连接双子塔的空中走廊，是目前世 界上最高的过街天桥。双塔平面是 两个扭转并重叠的正方形，用较小 的圆形填补空缺。双塔的外檐为 46.36m直径的混凝土外筒，中心部 位是74.8英尺×75.4英尺高强钢筋 混凝土内筒，18英寸高轧制钢梁支 托的金属板与混凝土复合楼板将内 外筒连系在一起。4架钢筋混凝土 空腹格梁在第38层内筒四角处与外 筒结合。塔楼由一个筏式基础和长 达340英尺但达不到基岩层之4英尺 ×9英尺截面长方形摩擦桩。 位于 圆形与正方形重送交接点位臵处的 16根混凝土柱子支承上部结构荷载。
筒体结构平面图
• •
特点：空间抗侧刚度，抗扭性很好 适用范围：适用于30层以上各类公共建筑 框筒体系
桁架筒
筒中筒体系
多筒体系
（1）框筒结构
布置在房屋四周、由密排柱和高 跨比很大的窗裙梁形成的密柱深 梁框架围成的筒体。 内筒承受竖向荷载，外筒承受水 平荷载，柱距一般在1.2—3m，框 筒梁比较高，梁高600mm以上，开 洞面积在60%以下
底部大空间剪力墙结构（框支剪力墙,带转换层高层建筑结构）
底部大空间剪力墙(部分框支剪力墙)结构
框支剪力墙的特点
• 底层刚度削弱、刚度突变
避免刚度突变的措施
• 把框架层扩展为2-3层，随层逐 渐变化
• 在框架的最上层设置设备层，作 为刚度的过渡层
• 尽可能得将一部份剪力墙延伸到 底层以加强整个房屋的刚度
1、框架结构——frame
structure
由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构
优点： 建筑平面布臵灵活，能提供较大的室内空间，易
于满足多功能的使用要求。自振周期长，地震反应小，经 合理设计后可具有良好的延性。计算理论比较成熟；在一 定高度范围内造价较低。
缺点： 抗侧移刚度小，抗震性能差，侧向位移较大，易
（3）筒中筒结构
(tube in tube structure)
由核心筒和密柱外围框筒（桁架筒）组成际贸易中心大厦 50层，158m，钢筋混凝土 筒体，外筒由钢骨混凝土 和钢柱组成
框筒及筒中筒体系结构平面
框筒体系
筒中筒体系
广东国际大厦，63层，200m，钢筋 混凝土内筒体，外筒由钢骨混凝土 和钢柱组成
• 3、钢结构
优点：
• 钢结构强度高、自重轻，具有良好的延性和抗震性能，能 够满足建筑上对大跨度、大空间的要求 • 抗震性能优于钢筋混凝土结构 • 减轻结构自重，降低基础工程造价 • 减少建筑中结构所占的面积 • 施工周期短：工厂制作，现场安装，无须大量脚手架，压 型钢板可以作为混凝土楼板的永久模板，可节约20%-30的 施工时间
3、框架—剪力墙结构——
frame-shearwall structure
由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构
框架－剪力墙
剪力墙
剪力墙
剪力墙
框架梁
框架梁
剪力墙
框架梁
• • •
特点： 剪力墙（核心筒）承担大部分水平力，是主要的
抗侧力构件，框架承担竖向荷载，提供较大的空间，受力 合理，各层层间变形均匀，既具有框架结构布臵灵活、方 便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力
广东国际大厦建筑面积101632平方 米，楼高200.18米。 采用天然片筏和条形基础，主楼结 构采用无粘结预应力砼楼板筒中筒体 系，外筒为35.1米×37米的矩形平面， 由24根中柱和4根异形角柱组成,内筒 为17米×24米的矩形平面，由梯井和 电梯间等剪力墙组成。 是当时国内层数最多最高的钢筋混 凝土结构，也是世界上采用无粘结预 应力平板楼最高的大楼。按常规做法， 楼板需要30厘米厚，而本工程将楼板 厚度降至22厘米。结仅此项技术以及 由此取得的良性影响，就节省混凝土 7000多立方米，重量达2万吨。工程施 工中综合应用了十项新技术，在超高 层建筑施工成套技术和管理方面作了 有益的探索，取得了六天一层楼而不 必三班倒的施工速度，工程于1989年 12月28日比原计划提前63天封顶。
优点：取材容易、施工简便、造价低廉； 缺点: 自重大，强度低，抗震性能差，施工难以机械
化，工人劳动强度高，工期长和结构面积大，难 以用于高层房屋，国内目前砖石结构房屋只建到 19层左右 新型砌体结构—配筋砌体，10层以上采用，北京拟建30层 公元524年的河南嵩岳寺塔(15层筒结构，高50m) 公元704年的西安大雁塔(7层砖木结构，总高64m)
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美国西雅图 双联广场大厦
58层 四根大钢管混凝土柱 混凝土抗压强度133Mpa 直径3.05m 管壁厚30mm 承受60%竖向荷载
办 公 层 平 面
客 房 平 面
上海金茂大厦
剖 面
第 8 8 层 平 面
RC核心筒+外框型钢混凝土柱及钢柱，88层，高420m， 7度抗震设防
在侧向荷载作用下的框架-剪力墙变形
4、筒体结构 （空间受力体系）——tube structure
由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构 筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的 框筒等
4、筒体结构 （空间受力体系）——tube structure
由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构 筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的 框筒等
上海环球金融中心
核芯筒 底部剪力墙
RC核心筒+外伸桁架和巨型（型钢）柱 (三重结构体系)， 101层，高492m，7度抗震设防
台北101金融大楼 高508米，采用 方钢管混凝土柱，混凝土核心筒混 合结构。
大楼历时5年多，耗资600亿币。总面 积7万多平方米，共容纳了160多家商 店。(包括地下5层、其中B2到B5为地 下停车场、地上101层，其中有78层 是办公大楼 ，裙楼部分则是购物中 心。
抗侧刚度：抗侧刚度较大 适用范围： 适用于 10-25 层各类公共建筑和旅馆建筑，
框架-筒体可到30--40层
（1）剪力墙数量 • 以满足位移限制为依据设臵剪力墙数量 （2）剪力墙的布臵及间距 • 宜分散不宜集中 • 满足建筑使用要求和结构刚度的要求 • 纵横向剪力墙布臵均应满足要求 • 布臵应均匀、分散、对称、周边，使刚度中心和质量中 心尽量接近，避免扭转效应 • 剪力墙的间距不宜过大，保证楼盖刚度足够 • 剪力墙应贯通全高，结构上下刚度连贯均匀
1931年102层帝国大厦：钢框架－剪力墙体 系，用钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体 系，用钢量1.81kN/m2 1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体 系，用钢量1.61kN/m2